西门子 S120控制单元

多个单驱动器可通过电子方式协调实现共同工作，以执行您的驱

动任务。上级控制器控制驱动器实现所需的协调运动。为此，必

须在控制器和驱动器之间进行周期性/数据交换。这种数据交换过

往通过现场总线来实现，安装和配置工作费时费力。SINAMICS

S120 另辟蹊径：控制单元对所有连接的轴进行驱动控制，并

且还可以在驱动器之间和/或轴之间建立工艺性互联。由于所有必

要的信息都存在控制单元中，因此省去了传输需要。各轴的

互连可以在一个控制单元内建立，并且在 STARTER 调试工具中通

过点*鼠标即可轻松进行配置。

• SINAMICS S120 控制单元可以单独解决简单的工艺任务

• CU310-2 DP 或 CU310-2 PN 控制单元适用于单轴驱动

• CU320-2 控制单元用于多轴驱动

• 借助SIMOTION D 功能更强大的D410-2、D425-2、D435-2、

D445-2 和 D455-2 控制单元（按性能划分等级），可实现复杂

的运动控制任务

每个控制单元都采用了面向对象的 SINAMICS S120 标准固件，其

中包含了所有的控制模式，经过调整后可以满足苛刻的

性能要求。

驱动控制以可配置的驱动对象形式提供：

• 针对供电系统的馈电控制

• 针对大部分耐用型异步（感应）电机应用的矢量控制

• 针对动态要求苛刻的永磁场同步电机的伺服控制

• 针对简单应用（如采用 SIEMOSYN 电机的驱动组）的V/f 控制

模式

SIMOTION D 控制单元支持多驱动协调运动控制。除了驱动对象

外，这些控制单元上还有工艺对象。工艺对象分组成一些工艺包，

作为扩展的运动控制功能（如同步运行、凸轮.盘、轨迹插补等）

或工艺功能（如凸轮控制器、温度或压力控制）提供。SIMOTION

D 控制单元集成了符合 IEC 61131-3 的 PLC，意味着这些控制单元

不仅能够控制运动顺序，还能控制整台机床（包括 HMI 和 I/O）。

开环和闭环控制功能包

控制单元包含了设定值输入、数据集切换、控制器优化和动能缓

冲等众多标准功能，确保了功能可靠性高、应用超好。

每个驱动对象均包含大量的输入和输出变量，可通过 BICO

(Binector Connector Technology) 自由独立地相互连接。

Binector 是逻辑信号，值可以是 0 或 1。连接器是一个数值，

如实际速度或当前设定值。

驱动控制图 (DCC)

SINAMICS S120 的 DCC 驱动控制图可实现在驱动级对控制、逻辑

和计算功能进行简单的图形化配置。

它使 SIMOTION 运动控制系统和 SINAMICS S120 驱动系统的工艺

功能配置变得更简单。

DCC 编辑器简单易用，可对控制环结构方便地进行图形化配置以

及清晰地进行呈现。

其关联块库包含大量闭环控制模块、计算模块和逻辑模块以及更

复杂的开环和闭环控制功能。

因此，用于 SINAMICS S120 的驱动控制图为直接在变频器中便捷

处理驱动级开环和闭环控制任务奠定了基础。

功能模块

在所有 SINAMICS S120 控制单元上，基本定位/器 EPos 都可作为可

另外的功能模块进行调用。基本定位/器可用于解决基本的运

动控制任务，无需驱动本身消耗其它外部工艺支出。

工艺控制器被设计成一个 PID 控制器。适用于对液位、温度、张

力、压力、流速和跳舞辊位置等调节变量进行控制。

集成功能（集成）

控制单元支持众多的功能。

集成功能是指集成基本功能

• STO = 转矩关闭

• SBC = 制动控制

• SS1 = 停机 1

和需要许可证的集成扩展功能

• SS2 = 停机 2

• SOS = 操作停止

• SLS = 限速

• SSM= 速度监/视

• SDI = 方向

• SLP = 限位

（缩写词符合 IEC 61800-5-2 标准）

如果使用扩展的集成功能，则要有许可证、TM54F 端子

模块等附加系统组件或适当的控制装置。

CF 卡

SINAMICS S120 驱动的功能存储在一张 CF 卡上。所有驱动的固件

和参数设置都在卡中以项目形式存储。该 CF 卡也可以包含其他项

目，这样便可以在调试不同机床系列时迅速访问正确的项目。控制

单元启动后，将读取 CF 卡上的数据并将其加载到 RAM 中。

固件以“对象”的形式进行管理。驱动对象用于对电源模块、电机模

块、功率模块和其他通过 DRIVE-CLiQ 连接的系统组件执行开环和

闭环控制。

通过跟踪功能提供诊断支持

驱动对象的输入和输出变量的时间特性可以通过集成的跟踪功能

测量，并通过 STARTER 调试工具显示。跟踪功能多可以同时记

录 4 个信号。记录操作可以根据可自由选择的边界条件（如输入

或输出变量的值）进行触发。

CU310-2 PN 和 CU310-2 DP 控制单元

CU310-2 控制单元设计用于 SINAMICS S120 (AC/AC) 的通信及开环

/闭环控制功能，它和功率模块 PM340 组合在一起，便构成了一个

强大的单轴驱动器。我们提供 PROFINET (PN) 和 PROFIBUS (DP) 这

两种型号用于现场总线通信。

■设计

控制单元 CU310-2 标配了以下连接和接口：

• 现场总线接口

- CU310-2 PN：1 个 PROFINET 接口，带 2 个端口（RJ45 插座），

符合PROFIdrive V4 行规

- CU310-2 DP:1 个 PROFIBUS 接口，符合 PROFIdrive V4 行规

• 1 个 DRIVE-CLiQ 插口，用于与 DRIVE-CLiQ 电机或其他 DRIVECLiQ

设备（例如，传感器模块或端子模块）进行通信

• 1个编码器接口，可检测以下编码器信号

- 增量编码器 TTL/HTL

- SSI 编码器，不带增量信号

• 1 个 PE （保护地）连接

• 1 个开关电源连接，通过 24 V DC 电源连接器连接

• 1 路温度传感器输入（KTY84-130 或 PTC）

• 3 路可设定的故障（通过 V4.5 和更高版本的固件提供）隔

离数字量输入或 6 路可设定的隔离数字量输入。故障数字

量输入可通过 PROFIsafe 连接到上级控制器。

• 5 路可设定的隔离数字量输入

• 1 路可设定的故障（通过 V4.5 和更高版本的固件提供）隔

离数字量输出或 1 路隔离数字量输出

• 8 路可设定的双向非悬空数字量输入/输出

• 1 路模拟量输入，± 10 V（分辨率 12 位 + 符号位）或 ± 20 mA

（11 位 + 符号位）

• 1 个以太网接口（RJ45 插口），适用于调试和诊断

• 1 个 CF 卡插槽， CF 卡存有固件和参数

• 1 个 PM-IF 接口，用于和模块型功率模块通信

• 3 个测试插口和 1 个参考接地，用于调试支持

• 1 个用于连接 BOP20 基本操作面板的接口

控制单元 CU310-2 的状态通过多色 LED 来显示。

BOP20 基本操作面板还可直接卡装到 CU310-2 控制单元上以执

行诊断。

由于固件和参数设置保存在可插拔的 CF 卡中，因此无需软件工具

便可以方便地更换控制单元。

■集成

控制单元 CU310-2 通过 PMI-IF 接口控制模块型功率模块。DRIVECLiQ

电机或传感器模块 (SMC) 也可连接到集成的 DRIVE-CLiQ 插

口，以便使用不带 DRIVE-CLiQ 接口的电机。

可通过 BOP20 基本操作面板直接更改设备上的参数。BOP20 基本

操作面板也可在运行期间卡装到 CU310-2 控制单元以进行故障诊

断。

使用 STARTER 调试工具来调试和诊断控制单元 CU310-2 和其他连

接组件。控制单元 CU310-2 要求使用固件版本不低于 V4.5 的 CF

卡。

CU310-2 PN 控制单元和上级控制系统通过 PROFINET IO 和

PROFIdrive V4 行规进行通信。

带有CU310-2 PN 控制单元的SINAMICS 120 驱动系统构成了一个

PROFINET IO 设备，可以执行以下功能：

• PROFINET IO 设备

• 全双工传输 100 Mbit/s

• 支持 PROFINET IO 实时通信类别：

- 实时 RT

- IRT（Isochronous Real-Time，同步实时），发送周期 500

s

• 作为一个 PROFINET IO 设备连接到控制系统，符合 PROFIdrive

行规 V4

• 标准 TCP/IP 通信，用于采用 STARTER 调试工具的工程设计

• 集成双端口/交换机，带 2 个 RJ45 插口，基于 ERTEC ASIC。因

此，无需外部附加交换机便可以配置拓扑结构（线形、星

形、树形）

24 V 输入电压连接到端子 X124 才能使用数字量输出。控制

单元 CU310-2 要求使用固件版本不低于 V4.5 的 CF 卡。

控制单元 CU320-2 标配了以下接口：

• 4 个 DRIVE-CLiQ 插口，用于和其他 DRIVE-CLiQ 设备通信，例

如：电机模块、有源电源模块、传感器模块和端子模块

• CU320-2 PN：1 个 PROFINET 接口，带 2 个端口（RJ45 插座），

符合PROFIdrive V4 行规

• CU320-2 DP：1 个 PROFIBUS 接口，符合 PROFIdrive V4 行规

• 12 路可设定的悬空数字量输入

• 8 路可设定的双向非悬空数字量输入/输出

• 1 个串行 RS232 接口

• 1 个用于连接 BOP20 基本操作面板的接口

• 1 个 CF 卡插槽， CF 卡存有固件和参数

• 1 个安装选件模块（如端子板 TB30）的插槽

• 2 个旋转编码开关，适用于手动设置 PROFIBUS 地址

• 1 个以太网接口，适用于调试和诊断

• 3 个测试插口和 1 个参考接地，用于调试支持

• 1 个开关电源连接，通过 24 V DC 电源连接器连接

• 1 个 PE （保护地）连接

• 1 个接地连接

选件模块的信号线屏/蔽卡圈位于 CU320-2 控制单元上。

控制单元上提供的选件插槽用于扩展接口，例如：用于添加更多

端子或用于通信。

控制单元 CU320-2 的状态通过多色 LED 来显示。

由于固件和参数设置保存在可插拔的 CF 卡中，因此无需软件工具

便可以方便地更换控制单元。

控制单元 CU320-2 可以通过集成在书本型电源模块内的支架安装

在它的侧面。控制单元 CU320-2 也可以通过集成的固定夹圈安装

在控制柜的后壁上。控制单元 CU320-2 和电源模块不相

同，我们为此专门提供了配套的间隔支架，将控制单元 CU320-2

的增加到 270 mm (10.6 in)。

■集成

DRIVE-CLiQ 组件（例如电机模块和有源电源模块）可连接到

CU320-2 控制单元。这些模块的数量取决于性能要求，包括负载

类型和附加功能。

BOP20 基本操作面板也可在运行期间卡装到 CU320-2 控制单元

以进行故障诊断。

使用 STARTER 调试工具来调试和诊断控制单元 CU320-2 和其他连

接组件。

控制单元 CU320-2 PN 要求使用固件版本不低于 V4.4 的 CF 卡。控

制单元 CU320-2 DP 要求使用固件版本大于等于 V4.3 的 CF 卡。